高频功率放大器电路图

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，这是无线电发
射机中的重要组成部分。根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类
及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的θ< 90º，效率η可达
到80%，甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类
功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

图3-1 高频功率放大器
图3-1 为由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路，其中VT1 组成甲类功
率放大器，晶体管VT2 组成丙类谐振功率放大器，这两种功率放大器的应用十分广
泛，下面介绍它们的工作原理及基本关系式。
1、甲类功率放大器
1）静态工作点
如图3-1 所示，晶体管VT1 组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态。其中
RB1、RB2 为基极偏置电阻；RE1 为直流负反馈电阻，以稳定电路的静态工作点。RF1
为交流负反馈电阻，可以提高放大器的输入阻抗，稳定增益。电路的静态工作点由
下列关系式确定：
uEQ=IEQ（RF1+RE1）≈ICQRE1 （3-1）
式中，RF1 一般为几欧至几十欧。
ICQ=βIBQ （3-2）
uBQ=uEQ+0.7V （3-3）
uCEQ=Ucc - ICQ（RF1+RE1） （3-4）
2）负载特性

如图3-1 所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定,两级间
通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率P0 可表示为：P0 = PH′/ηB （3-5）
式中，PH′为输出负载上的实际功率，ηB 为变压器的传输效率，一般为ηB=0.75~0.85。

图3-2 甲类功放的负载特性
图3-2 为甲类功放的负载特性。为获得最大不失真输出功率，静态工作点Q 应选
在交流负载线AB 的中点，此时集电极的负载电阻RH 称为最佳负载电阻。集电极的输出功率PC 的表达式为：

3）功率增益

与电压放大器不同的是功率放大器应有一定的功率增益，对于图4.3.1 所示电路，甲类功率放大器不仅要为下一级功放提供一定的激励功率，而且还要将前级输入的信号，进行功率放大，功率增益Ap 的表达式为

关系。由图可得：

图3-6 变压器耦合电路

式中，N1 为集电极接入初级匝数。
N2 为初级线圈总匝数。
N3 为次级线圈总匝数。
QL 为初级回路有载品质因数，一般取2~10。
两类功率放大器的输入回路亦采用变压器耦合方式，以使输入阻抗与前级输出阻

抗匹配。分析表明，这种耦合方式的输入阻抗Zi 为

式中，
 r b b' 为晶体管基极体电阻
rb b ' ≤25Ω。
2）负载特性
当功率放大器的电源电压+ucc，基极偏压ub，输入电压C 或称激励电压usm 确定
后，如果电流导通角选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电
阻Rq。谐振功率放大器的交流负载特性如图3-7 所示，由图可见，当交流负载线正
好穿过静态特性曲线的转折点A 时，管子的集电极电压正好等于管子的饱和压降
uCES，集电极电流脉冲接近最大值Icm。

当Rq< R0 放大器处于欠压工作状态，如C 点所示，集电极输出电流虽然较大，
但集电极电压较小，因此输出功率和效率都较小。当Rq > R0 时，放大器处于过压状
态，如B 点所示，集电极电压虽然较大，但集电极电流波形有凹陷，因此输出功率
较低，但效率较高。为了兼顾输出功率和效率的要求，谐振功率放大器通常选择在临界工作状态。判断放大器是否为临界工作状态的条件是：
ucc - ucm = uCES （3-29）
式中，ucm 集电极输出电压幅度。uCES 晶体管饱和压降。